ناسا گزارش داد، بازمانده ابرنواختر «ذات الکرسی آ» (Cassiopeia A) یا (Cas A) مانند یک وسیله تزئینی براق و گرد که آماده قرار گرفتن در نقطه مناسب روی درخت کریسمس است، در عکس جدید «تلسکوپ فضایی جیمز وب» می‌درخشد. بازمانده ابرنواختر Cas A در فاصله ۱۱ هزار سال نوری از ما در صورت فلکی «ذات‌الکرسی» (Cassiopeia) قرار دارد و تخمین زده می‌شود که حدود ۳۴۰ سال پیش منفجر شده باشد.

«دوربین فروسرخ نزدیک» (NIRCam) جیمز وب از Cas A عکس گرفته و این انفجار ستاره‌ای را با وضوحی نشان می‌دهد که پیشتر در این طول موج‌ها غیر قابل دسترسی بود. این نگاه با وضوح بالا، جزئیات پیچیده‌ای را از پوسته در حال انبساط مواد به تصویر می‌کشد که پیش از انفجار، با گاز منتشر شده از ستاره برخورد کرده است.

بازمانده ابرنواختر Cas A یکی از نمونه‌های بازمانده ابرنواختر در کیهان به شمار می‌رود که به خوبی مورد بررسی قرار گرفته است. در طول سال‌ها، رصدخانه‌های زمینی و فضایی مانند «رصدخانه پرتو ایکس چاندرا»، «تلسکوپ فضایی هابل» و «تلسکوپ فضایی اسپیتزر»، تصویری را از چند طول موج بازمانده ابرنواختر ارائه داده‌اند.

با وجود این، ستاره‌شناسان اکنون به فصل جدیدی از مطالعه Cas A وارد شده‌اند. «دستگاه فروسرخ میانی» (MIRI) جیمز وب در آوریل ۲۰۲۳، این فصل را آغاز کرد و ویژگی‌های جدید و غیرمنتظره‌ای را در پوسته داخلی بازمانده ابرنواختر نشان داد. بسیاری از این ویژگی‌ها در عکس جدید دوربین فروسرخ نزدیک نامرئی هستند و ستاره‌شناسان علت آن را بررسی می‌کنند.

خرده شیشه فضایی

نور فروسرخ برای چشم ما نامرئی است؛ بنابراین پردازشگر‌های تصویر و دانشمندان، این طول موج‌های نور را به رنگ‌های مرئی تبدیل می‌کنند. در جدیدترین عکس Cas A، رنگ‌ها نشان‌دهنده فیلتر‌های مختلف دوربین فروسرخ نزدیک هستند و هر یک از رنگ‌ها فعالیت‌های متفاوتی را نشان می‌دهند که درون جرم رخ داه‌اند.

در نگاه اول، عکس دوربین فروسرخ نزدیک ممکن است کمتر از عکس دستگاه فروسرخ میانی، رنگی به نظر برسد. این ممکن است به خاطر طول موج‌هایی باشد که ماده بیرون آمده از جرم، نور خود را در آن‌ها ساطع می‌کند.

قابل توجه‌ترین رنگ‌ها در جدیدترین عکس جیمز وب، توده‌هایی هستند که به رنگ نارنجی روشن و صورتی روشن نشان داده شده‌اند و پوسته داخلی بازمانده ابرنواختر را تشکیل می‌دهند. این عکس می‌تواند ریزترین توده‌های گاز متشکل از گوگرد، اکسیژن، آرگون و نئون را که از خود ستاره منتشر شده‌اند، نشان دهد. در این گاز، مخلوطی از غبار و مولکول وجود دارد که در نهایت به عناصر سازنده ستاره‌ها و منظومه‌های سیاره‌ای جدید تبدیل می‌شود. برخی از این مواد آن قدر ریز هستند که حتی تلسکوپ جیمز وب هم نمی‌تواند آن‌ها را تفکیک کند.

«دنی میلیساولیویک» (Danny Milisavljevic) پژوهشگر «دانشگاه پردو» (Purdue University) و سرپرست این گروه پژوهشی گفت: با وضوح دوربین فروسرخ نزدیک، اکنون می‌توانیم ببینیم که چگونه ستاره در حال مرگ هنگام انفجار کاملا متلاشی شده و رشته‌هایی شبیه به خرده‌های کوچک شیشه را پشت سر گذاشته است. واقعا باورنکردنی است که پس از این همه سال مطالعه Cas A، اکنون جزئیاتی را حل می‌کنیم که اطلاعات دگرگون‌کننده‌ای را در مورد چگونگی انفجار این ستاره به ما می‌دهند.

هیولای سبز پنهان

هنگام مقایسه کردن نمای فروسرخ نزدیک جیمز وب از Cas A با نمای فروسرخ میانی، حفره داخلی و بیرونی‌ترین پوسته آن به طرز عجیبی فاقد رنگ هستند.

حومه پوسته داخلی اصلی که در عکس نمای فروسرخ میانی به رنگ نارنجی و قرمز ظاهر می‌شد، اکنون مانند دود حاصل از آتش به نظر می‌رسد و نشانگر جایی است که موج انفجار ابرنواختر به مواد دور ستاره‌ای اطراف برخورد می‌کند. گرد و غبار موجود در مواد اطراف ستاره آن قدر سرد است که نمی‌توان آن را مستقیما در طول موج‌های نزدیک به فروسرخ تشخیص داد، اما در فروسرخ میانی آشکار می‌شود.

پژوهشگران می‌گویند، رنگ سفید نور، ناشی از تشعشعات سنکروترون است که در سراسر طیف الکترومغناطیسی از جمله فروسرخ نزدیک منتشر می‌شوند. این کار، ذرات بارداری را تولید می‌کند که با سرعت بسیار بالایی در اطراف خطوط میدان مغناطیسی به حرکت درمی‌آیند. تشعشع سینکروترون در پوسته‌های حباب‌مانند نیمه پایینی حفره داخلی نیز قابل مشاهده است.

در نمای فروسرخ نزدیک، حلقه نور سبز واقع در حفره مرکزی Cas A نیز دیده نمی‌شود. این حلقه نور سبز در نمای فروسرخ میانی می‌درخشد و گروه پژوهشی آن را «هیولای سبز» نامیده‌اند. پژوهشگران در اولین نگاه، این ویژگی را برای درک کردن چالش‌برانگیز توصیف کردند.

اگرچه رنگ سبز هیولا در دوربین فروسرخ نزدیک قابل مشاهده نیست، اما آنچه در نمای فروسرخ نزدیک این منطقه باقی مانده است، می‌تواند اطلاعاتی را در مورد این ویژگی مرموز ارائه دهد. حفره‌های دایره‌ای که در عکس دوربین فرسرخ میانی قابل مشاهده هستند، در عکس دوربین فروسرخ نزدیک با رنگ‌های سفید و بنفش مشخص شده‌اند. این نشان‌دهنده گاز یونیزه‌شده است. پژوهشگران باور دارند که این امر به دلیل عبور کردن بقایای ابرنواختر و تشکیل شدن گاز باقی‌مانده از ستاره پیش از انفجار است.

این عکس چندین ویژگی جالب Cas A را نشان می‌دهد که با دوربین فروسرخ نزدیک ثبت شده‌اند. حفره‌های دایره‌ای که در عکس دستگاه فروسرخ میانی از هیولای سبز قابل مشاهده هستند، در عکس دوربین فروسرخ نزدیک با رنگ‌های سفید و بنفش مشخص شده‌اند.

یک حباب نوزاد

پژوهشگران از دیدن یک ویژگی جذاب در گوشه سمت راست پایین میدان دید دوربین فروسرخ نزدیک نیز کاملا شگفت‌زده شدند. آن‌ها یک حباب بزرگ را دیدند و آن را «Cas A نوزاد» (Baby Cas A) نامیدند، زیرا به نظر می‌رسد که فرزند به‌جامانده از ابرنواختر اصلی است.

این یک پژواک نوری است که نور ناشی از انفجار گذشته ستاره به آن رسیده و گرد و غبار دوردست را گرم می‌کند و با سرد شدن می‌درخشد. پیچیدگی الگوی گرد و غبار و نزدیکی آشکار Cas A نوزاد برای پژوهشگران جذاب است. در واقع، Cas A نوزاد در فاصله حدود ۱۷۰ سال نوری پشت بازمانده ابرنواختر قرار دارد.

چندین پژواک نور کوچک‌تر نیز در پرتره جدید جیمز وب پراکنده شده‌اند.